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什么是活性炭固化技術(shù)?
在制藥企業(yè)和生物制品企業(yè)中，經(jīng)常需要使用活性炭粉對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行脫色、提高澄清度和降低熱源。然而傳統(tǒng)的活性炭粉的投加方法，可能會(huì)遇到生產(chǎn)環(huán)境污染、設(shè)備清洗驗(yàn)證困難以及有效成分損失等問題。一種全新的固定化活性炭技術(shù)可以有效地解決這些問題，從而為生產(chǎn)企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 活性炭是一種多孔性的含炭物質(zhì), 它具有高度發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造。

活性炭的多孔結(jié)構(gòu)為其提供了極大的表面積，從而賦予了活性炭特有的吸附性能，當(dāng)活性炭與雜質(zhì)之間的距離足夠小時(shí)，活性炭就可以通過吸附作用去除雜質(zhì)。 活性炭的孔徑分為3種：微孔(孔徑小于2nm)、介孔(孔徑為2~50nm)和大孔(孔徑大于50nm)。實(shí)際上在一種活性炭中，不會(huì)只有一種類型的孔徑，而是存在不同比例的微孔、介孔和大孔。通常活性炭用碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和焦糖脫色率來表征活性炭的吸附性能。 由于雜質(zhì)的來源不同，因此需要針對(duì)不同的雜質(zhì)，選擇不同孔徑的活性炭粉，用戶通常會(huì)進(jìn)行炭粉型號(hào)的篩選試驗(yàn)，確定最佳的炭粉型號(hào)和操作參數(shù)。

傳統(tǒng)投加方法之弊端 在藥物生產(chǎn)過程中，通常都有投加活性炭粉的步驟，主要起到脫色、除雜質(zhì)和降低內(nèi)毒素的作用。傳統(tǒng)的炭粉投加方法是將稱量好的炭粉從反應(yīng)器的開孔中投加，并保持一定時(shí)間的保溫和攪拌，然后通過脫炭過濾器將炭粉脫除。通常這種方式的生產(chǎn)環(huán)境較差，操作人員不可避免地需要接觸活性炭粉和藥液，且設(shè)備清洗和驗(yàn)證過程繁瑣，存在批次污染的風(fēng)險(xiǎn)。

在活性炭的脫色過程中，炭粉對(duì)藥液中雜質(zhì)起作用的范圍是在兩者的接觸面上，只有當(dāng)活性炭粉和藥液中雜質(zhì)之間的距離足夠小時(shí)，活性炭的吸附作用才能發(fā)揮；當(dāng)兩者之間的距離過大，活性炭是不能有效吸附雜質(zhì)的。藥物生產(chǎn)企業(yè)在使用活性炭粉時(shí)，可以通過攪拌來增強(qiáng)炭粉與料液間的接觸，減小二者之間的距離，提高脫色效果。實(shí)際上這種接觸仍然不充分，活性炭粉與藥液之間發(fā)生同向運(yùn)動(dòng)，兩者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較小，接觸面上藥液雜質(zhì)被活性炭粉吸附后，顏色較淺，但是接觸面外的雜質(zhì)不能有效擴(kuò)散進(jìn)入接觸面，導(dǎo)致脫色效果不佳。于是藥物生產(chǎn)企業(yè)只能通過增加活性炭粉投加量，進(jìn)一步增加炭粉與藥液的接觸面，以此來保證達(dá)到預(yù)期的脫色效果。

但與此同時(shí)，藥物有效成分被過多的活性炭粉大量吸附，降低了最終收率。 固定化活性炭技術(shù) 將活性炭固化在深層過濾器中，并在過濾介質(zhì)上加載正電荷，進(jìn)一步增強(qiáng)脫色效果，這種全新的炭粉運(yùn)用產(chǎn)品被稱為ZetaCarbonTM濾芯，可將脫色和過濾兩個(gè)操作單元一步完成。這種技術(shù)能夠?qū)⒒钚蕴抗潭ㄔ赯etaCarbonTM濾芯的過濾介質(zhì)表面，待脫色的藥液通過離心泵或壓力進(jìn)入過濾器時(shí)，與含有固定化活性炭的過濾介質(zhì)強(qiáng)制接觸，從而提高兩者之間的相對(duì)速度；同時(shí)ZetaCarbonTM濾芯的過濾介質(zhì)也具有一定的孔徑精度，藥液只能在狹窄的孔道中通過，進(jìn)一步降低了藥液與固定化活性炭的接觸距離，充分發(fā)揮活性炭的吸附能力。

此外，雜質(zhì)中通常帶有負(fù)電荷，ZetaCarbonTM濾芯的過濾介質(zhì)表面加載正電荷，如圖2所示，通過靜電吸附作用，雜質(zhì)與過濾介質(zhì)之間的距離被進(jìn)一步減小，有利于雜質(zhì)從藥液主體中脫除，提高活性炭的利用率。